鐵路智能化貨場信息平臺設計與研究

馬敬東，冉雄英，呂一博

(中國鐵路北京局集團有限公司 北京貨運中心，北京 100860)

0 引言

目前鐵路貨場多是基于原有貨運組織模式下建成，建設時間較早，其布局、功能、基礎設施配置等已經不能適應鐵路貨運向現代化物流轉型的發展需求，其存在問題有：服務功能單一，貨場的功能大多以車流集結和貨物的定點到發為主，缺少倉儲、配送、加工、包裝等多樣化的現代物流服務功能，貨主無法第一時間獲得準確的物流信息；技術裝備滯后，機械化、自動化和智能化的先進設備應用不足，多部門之間信息流轉不通暢，易造成貨物積壓；管理成本高，運營效率偏低、服務體驗不佳；安防薄弱，無法實時監控貨物、裝卸人員情況，作業效率低[3]。

綜上所述，亟需加快鐵路貨場智能化建設，建立滿足現代物流需求的鐵路智能化貨場信息平臺，以實現鐵路貨場信息的綜合管理，為貨主提供更方便、快捷、安全的貨物運輸服務與其他增值物流服務，從而提高鐵路貨物運輸在市場中的核心競爭力。

1 鐵路智能化貨場信息平臺架構設計

1.1 建設需求

《交通強國建設綱要》提出打造綠色高效的現代物流系統，大力發展智慧交通，加速交通基礎設施網、運輸服務網、能源網與信息網絡融合發展[4]，《新時代交通強國鐵路先行規劃綱要》提出要全面提升鐵路貨運場站信息化、數字化、智能化水平，推動鐵路貨運樞紐向綜合物流樞紐轉型[5]。中國鐵路北京局集團有限公司(以下簡稱“北京局集團公司”)積極研究推進城市綠色物流體系建設，由傳統以鐵路車站為中心的“設計、建設、經營”模式，向以市場為中心的城市物流配送中心模式轉變，實現城市綜合物流體系整體效益最大化。以大紅門鐵路貨場為典型代表，開展鐵路智能化貨場信息平臺研究，提出鐵路智能化貨場需求主要有以下方面。

（1）貨主服務智能化。貨主服務智能化需求主要是指貨主對物流信息及時、準確、全面等方面的需求。這種需求可通過“線上”和“線下”2種方式來提供，其中“線上”方式是貨主通過中國鐵路的95306貨運平臺及手機APP，實時掌握自己提報需求的受理進度、發運貨物運行軌跡、取送貨物通知等信息。鐵路智能化貨場信息平臺，可通過智能終端為貨主提供相關業務辦理條件、流程及動態，通過貨場車載服務終端或APP為貨主提供預約、排隊、指引等多元化服務，從而將鐵路智能化貨場的貨主服務由“被動服務”升級為“主動服務”，整體提升貨主服務水平，實現貨主服務智能化。

（2）決策組織智能化。充分利用大數據技術，結合各個鐵路生產部門作業系統交換來的數據，搭建智能化貨場信息平臺。通過推算、分析及展示目前及未來一段時間內車站內裝卸車數量、空重車數量、發送貨物量、發送品類、車站收入、作業繁忙程度以及場內外來車輛數量等一系列指標，監控各類指標的完成情況，為決策人員提供依據。同時，還可根據現車信息、貨運站生產信息、箱管信息、快運信息、貨調信息及18點信息，結合場站電子地圖，全面掌握各環節、各場所的作業狀態，自動分配作業計劃，合理安排作業任務。

（3）貨場管理智能化。利用物聯網技術手段，實現對鐵路貨場內固定和移動設施管理的自動化、信息化、智能化。將貨場的貨區、貨位、裝卸線等所有作業資源全部電子化、圖形化，方便貨場作業人員對貨場作業資源的掌握和管理。結合貨運生產作業中關鍵節點數據與物聯網設備采集數據相結合，對重點作業進行實時監控，實現作業過程可查詢、可追溯。

（4）貨場安全智能化。充分利用圖像模式識別、定位及機器學習等技術，通過提取貨運訂單數據與圖像識別數據進行對比，判斷貨場內貨物的變化情況。同時，利用定位技術、圖像識別、車載控制等技術，對貨場內的裝卸機械、作業人員進行定位，實現線路規劃及作業安全防護。

1.2 設計原則

堅持創新、協調、綠色、開放、共享發展理念，依托物聯網、大數據、云計算、虛擬仿真、定位等信息技術，將智能化貨場功能設計與鐵路貨場經營業務相結合，構建鐵路智能化貨場信息平臺，以便更好為鐵路貨主提供優質服務，對智能化貨場信息平臺提出以下設計原則[6]。

社會公平感知不僅包含整體社會公平感知，也包含個體層面的公平感知。個人公平感知中收入是很重要的影響因素之一，因此用個人收入公平感知可以較為準確、簡潔且全面地衡量個體層面公平感知。采用二分類logistic回歸模型對本研究所選各變量進行回歸，結果見表4。

（1）先進性原則。加快構建鐵路智能化貨場信息平臺，打造智能化貨場核心競爭力，采用信息化和數字化技術，保證貨場具有先進性和領先性，促進、引導、規范、創新貨場的業務發展模式。

（2）可操作性原則。智能化貨場信息平臺應與現有的各類鐵路運輸生產作業及應用系統緊密銜接，具備數據導入和采集功能，確保所有數據輸入和采集數據共享，便于現場人員操作。

（3）可擴展性原則。智能化貨場信息平臺設計應為新系統、新業務的擴展需求預留接口，為有效發揮指揮貨場作用提供保障，避免鐵路運輸生產信息資源浪費。

1.3 總體架構

鐵路智能化貨場信息平臺設計采用車站貨場集中式架構。基礎采集系統采用智能攝像頭、門禁等設備，數字平臺涵蓋業務平臺、數據平臺、智能視頻分析平臺、集成平臺、物聯網設備IOT平臺、地理信息管理GIS平臺，以及融合通信平臺等。業務場景主要包括綜合安防、資產管理、設施管理、人員管理、貨場車輛管理、智能立體庫管理、生產安全管理、智能存儲管理等。對外采用前臺應用功能，以智能貨場運營中心IOC、門戶網站、綜合態勢研判、IOC應用以及手機貨主端APP應用方式提供服務。鐵路智能化貨場信息平臺設計架構示意圖如圖1所示。

2 鐵路智能化貨場信息平臺主要功能模塊設計

基于智能化貨場信息平臺總體設計架構思路，北京局集團公司在大紅門車站進行了試點，對智能化貨場信息平臺的主要功能進行設計，重點包括貨主服務功能、決策組織功能、貨場管理功能、貨場安全功能。鐵路智能化貨場信息平臺主要功能示意圖如圖2所示。

2.1 貨主服務功能

（1）前臺受理。貨主通過鐵路貨票系統或到營業大廳下單，營業部獲取貨物訂單信息后上傳至鐵路智能化貨場信息平臺，平臺作為前臺對訂單信息進行受理，將提貨信息下達到貨場內作業班組和貨場外的分中心貨場，其中平臺各子系統模塊為貨場生產作業提供保障，并且平臺中所有信息可通過鐵路信息網上傳至京鐵云平臺。

（2）數據分析。鐵路智能化貨場信息平臺的運營中心，匯聚各個子系統的數據，通過數據分析，針對不同貨主和角色解決貨場業務，將鐵路貨場的貨物倉儲、視頻監控、設備、人員、車輛等信息進行可視化處理和展現，實現數字化管理和運營。

（3）一站式辦理。以業務場景、通用場景和具體的業務應用形態來構建貨場一站式運營平臺，根據前期數據分析結果，針對不同貨主提供相應的應用視圖，設計個性化一站式辦理服務，解決貨主多元化服務需求，有效提高貨主服務水平，實現貨主服務智能化。

2.2 決策組織功能

（1）數據交互。數據交互是鐵路智能化貨場信息平臺的核心，也是平臺的數據支持，主要負責為各個應用提供數據交換與整合服務。通過對貨場的業務流程進行集成整合，利用數據技術對鐵路貨場的各類基礎數據整合，統一規劃數據語言，通過平臺或已接入子系統應用的數據集成接口，把對應的源數據轉換成為結構化數據，保存在平臺組件的相應數據庫中，進而為業務集成提供數據接入、數據分析存儲、通用工具、業務邏輯服務等。

（2）決策分析。以貨運站系統、貨票系統、票據電子化綜合應用等貨運生產系統為基礎，實現業務數據的大集中。通過大數據智能分析，提供裝卸分析、運量分析、運力分析、安全分析等，為貨場生產與管理提供多種類、多渠道的可視化信息服務與決策輔助手段；同時，結合數據分析結果，計算生成最優工作方案，合理分配作業計劃、作業任務，有效減輕貨運人員的工作量，提高作業準確度和安全性。

2.3 貨場管理功能

（1）貨場車輛管理。貨場車輛管理包括貨場車輛導引和預約排隊叫號管理2個功能。其中貨場車輛導引功能，是根據貨場入場車輛的屬性、預約排隊的順序，以及其提貨倉庫的位置及庫門，結合精準定位數據，在微信小程序端或APP端對入場承運司機進行園區地圖導航，并對每輛入場車輛進行交通線路規劃，還可判斷該車輛是否在交通線路規劃范圍內，對違規的車輛進行系統語音電話提示；預約排隊叫號管理功能，是通過微信小程序端或APP端查詢排隊和預計裝貨的時間，使承運人有效判斷和管理自己的承運和待裝時間，從而在貨場及倉庫管理人員、提貨貨主、承運商調度員和承運司機之間建立一套完整的系統溝通機制，提高溝通效率。

（2）資產管理。資產管理涵蓋從資產采購、登記管理，到報廢的資產狀態進行監控、報修、轉移調撥、處置直至報廢整個生命周期的管理。通過使用RFID掃描槍等移動設備對資產掃描盤點，可以提高盤點效率；詳細記錄資產登記、錄入、轉借、報廢等歷史操作流程；設有操作日志，記錄使用人員的所有操作，實現資產管理操作有跡可查，防止不當操作造成的不必要損失。

（3）設施管理。設施管理主要用于管理設備類型和設備卡片，管理設備日常點檢、調撥、維護及報廢工作。通過對企業維護制度進行結構化、標準化處理，形成知識型維護標準，建立設備點檢、保養、潤滑“依據標準、自動計劃、預先提醒、及時反饋”的PDCA閉環受控管理。

（4）人員管理。人員管理主要是提供人員基礎信息管理和校驗通信服務等。人員基礎信息包括一卡通、身份證、工卡號及人臉圖像等。貨場業務應用或第三方系統，可以通過調用數據庫中的人臉信息來搜索人員實例的接口，獲取當前對應的人員信息，來校驗通行的人臉是否可以通行當前設施。如訪客從場外進入貨場時，需提前在相關網站中進行登記預約，預約成功后通過人臉識別進入，工作人員則直接通過人臉識別系統直接進入貨場。

（5）智能存儲管理。智能存儲管理主要包括智能儲物柜管理、智能檔案回轉柜管理、智能辦公用品管理柜管理3方面。其中智能儲物柜管理為智能人臉識別儲物柜，結合先進的人臉面部識別生物技術，利用人臉面部特征作為儲物憑證，從而讓存取物品更快捷、更安全、更放心；智能檔案回轉柜管理是存放檔案的一種智能型存儲柜，可以實現從檔案的生產，入盒、上架、下架、借閱、歸還、銷毀等環節的閉環管理；智能辦公用品管理柜管理利用AI技術智能識別身份和領取物品，開柜自動下單，關柜自動結算，并將領取人的身份和領取物品等信息自動登記，而信息也會自動反饋到預算管理系統中，進行預算跟蹤。

2.4 貨場安全功能

（1）綜合安防管理。通過平臺化的設計，采用統一的數據管理和數據交換平臺，實現各子系統的無縫融合和一體化，提高系統可擴展性，從而簡化操作和提高管理效率。同時可針對不同的場景進行智能化分析，提升貨場安防的效率和實用性，降低人員投入和勞動強度，提升安防系統整體效率；利用周界監控，對出入口、運輸通道、裝卸點、倉庫等區域全范圍無死角覆蓋管理，實現與現場作業切換聯動，提高可視化效果[8]。

（2）生產安全管理。通過視頻監控，對貨場入場人、車、設備高精度定位，對不同的場景采用智能化分析應用，實現安全著裝監測、貨運人員值守監測、庫區貨物異動監測、火災及煙霧監測等功能。其中安全著裝監測，可以通過作業人員面部和安全帽的對比識別，快速檢測出作業人員是否有佩戴安全帽，及時提醒管理人員處理；貨運人員值守監測，是通過面部識別、面部跟蹤等精準識別，與貨運站系統進行比對，判斷是否為專職人員；庫區貨物異動監測，是通過算法判斷是否存在貨物異動、貨物跟蹤等情況，精準識別貨物異常運動，及時向倉庫管理人員發出提醒；火災及煙霧監測，可及時檢測出火苗煙霧，降低火災損失。

3 結束語

鐵路智能化貨場信息平臺是對既有貨運生產要素進行充分的整合、優化，以滿足現代物流基地運輸組織和管理的功能需求，為貨主提供準確、及時、安全、高品質的物流服務，全面提高運輸效率、貨運管理水平和服務質量。鐵路智能化貨場信息平臺的建設，有利于提高鐵路貨運的市場競爭力，促使鐵路貨場向以市場為中心的城市物流配送中心模式轉變，從而實現城市綜合物流體系整體效益最大化。未來，隨著人工智能、大數據技術、5G網絡的快速發展，鐵路智能化貨場建設還需進一步探索和完善，為鐵路運輸經濟效益最大化、業務處理效率最大化提供支持。